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随着宽带数据业务的普及和云计算等大数据业务的高速发展,对光传输容量的需求呈指数增长。目前,各种复用技术与高阶调制相结合已被广泛应用于增加通信系统的信息容量,包括波分复用(WDM)技术、正交幅度调制(QAM)技术、正交频分复用(OFDM)技术、时分复用(TDM)技术以及偏分复用(PDM)技术。然而,目前这些复用技术已经基本达到了它们的扩展极限,仍然不能满足容量增长的需求。为了解决这个问题,空分复用(SDM)技术可能是克服未来容量紧缺的最有前途的方案。光子轨道角动量(OAM)复用技术是空分复用的一种特殊形式,携带轨道角动量的光束具有螺旋形相位波前,其相位奇点位于中心位置导致其强度分布呈环形,并且,不同阶的OAM光束(作为不同模式)是相互正交的,理论上严格的OAM模式之间可以没有相互串扰。因此,OAM有望作为一种新的自由度应用于光通信,可以极大提高光纤通信系统的信息容量。为了实施OAM光纤在实际链路当中的应用,很重要的一点就是解决光纤的中继放大问题。因此,设计一种适合于OAM模式传输的光纤放大器,将会为OAM光纤在SDM系统中的实用化提供理论基础,具有重要的实际意义。本文围绕基于环形光子晶体光纤的OAM模式放大器这一主题展开研究,设计了一种可以在整个C波段(1530nm-1565nm)对所支持的OAM模式实现增益放大的放大器结构,并对其性能进行了深入的研究,主要研究内容如下:(1)提出了一种环形光子晶体光纤的结构,该结构可以在C波段传输14个OAM模式,并且满足组成OAM模式的矢量本征模式的有效折射率差均大于10-4,且所有模式均很好地限制在了高折射率的环形区域内。(2)引入了重叠积分的修正因子概念,通过信号光与泵浦光光模场分布之间的归一化重叠积分来对重叠因子进行修正,使结果更为准确。(3)对该光纤放大器的特性进行仿真分析,在各种不同条件(信号功率、泵浦功率、光纤长度、掺杂浓度)下的增益,差分模式增益(DMG)以及噪声系数(NF)的变化趋势,折中选择最佳的参数值。之后选取最佳值的情况下进行整个C波段的仿真分析,得出最佳结果,实现在C波段14个OAM模式大于21dB的增益,小于0.15dB的DMG以及总体低于3.5dB的噪声系数。